[实用新型]电流分段式电容自动补偿控制器

说明书

本实用新型涉及一种根据电流的大小及变化情况分成若干段来自动投切合理的电容量为核心的电容式自动补偿控制器。

目前电容自动控制器均是通过测量被补偿点的功率因数值的大小来决定投切电容器的容量，以获得理想的功率因数值。随着电子技术的发展，变频调速器等大功率的电子器件进入电网，使得电网中的高次谐波含量增多，导致原有的功率因数型电容补偿控制器判别不出被补偿点的真实功率因数值而无法正常工作。近年来，许多工矿企业和地方花巨资购买了电容补偿柜，而电容器无法实现自动投切，形同虚设。

本实用新型的任务是提供一种结构简单、成本低廉、运行可靠的电流分段式电容自动补偿控制器，以适应电网中有变频调速器等高次谐波污染的电器的自动补偿。

本实用新型是把被补偿负荷电流分成若干段，每段投入相等或不同容量的电容器，电流互感器LH1、LH2、LH3与电阻R1、R2、R3，二级管D1、D2、D3，电容C1、C2、C3构成被补偿及补偿电流的取样电路，把电流信号变成等比例的电压信号；电阻与互感器的两个输出端连接，经二级管整流、电容滤波进入加法器M1，M1把各个取样电路的信号相加输出一个与输入信号之和成比例的电压信号Vz；电压信号经与多个电压比较器Li基准设定电压VRi比较后，决定各个电压比较器是输出高电平还是输出低电平；当电压比较器输出高电平时，相应的三级管Bi(可控硅)导通，使得其所拖带的继电器Ji动作，使与继电器相串联的接触器线圈KCi带电并动作，投入相应容量的电容器。

当电容器投入后，被补偿点的电流，即电流互感器L1、L2的输出电流会减少，为使加法器M1的输出电压值Vz与原来一致或接近，采用一定比例的补偿电容电流值通过L3给以补偿，使补偿控制器运行稳定，不频繁动作。

本实用新型的优点是结构简单、运行可靠，有效地解决了电网中有变频调速器等高次谐波污染的电容器的自动补偿问题。

图1为本实用新型信号处理及控制原理图；

图2为本实用新型主控制电路及信号源程序原理图。

下面结合附图及实施例对本实用新型进一步说明如下：

在用电设备开启台数一定的情况下，根据电流的最低点设定(投入)一定数量电容器，使功率因数为确定值如0.90。随着有功负荷的上升，而无功负荷基本保持不变，功率因数值则会高于电流最低点的设定值0.90。电流高于该分段落点的最高点时，说明又有设备投入工作，若再投入一定容量的电容器仍可获得较理想的功率因数值。

从主控制电路及信号源原理图可以看出：变压器输出电流经电流互感器LH1、LH2和电阻R1、R2后，变为相应比例的交流电压信号，经二级管D1、D2及电容C1、C2整流滤波后，变为相应比例的直流电压信号V1、V2。

补偿电容器投入后，直流电压信号V1、V2之和就会减少，为使V1、V2之和与原来一致或接近，采用一定比例的补偿电容电流通过电流互感器LH3、电阻R3、二级管D3及电容C3，提供一个直流补偿信号V3。

电压信号V1、V2、V3通过电阻R4、R5、R6输入加法器M1，经调节电阻R22、R8、R9的阻值，就会在Q点产生一个与V1、V2、V3之和成一定比例的直流电压信号Vz。Vz与电压比较器L1、L2---Ln基准输入信号VR1、VR2、VRn进行比较，当Vz高于某一个电压比较器的基准电压时，电压比较器就会输出高电平，使三级管Bi导通，继电器Ji的线圈就会带电动作。

继电器Ji线圈带电动作后，接触器Kci的线圈带电动作，其触点闭合投入一定容量的电容器。